Guirlanda volumétrica de LED para árvore de Natal
Para o Ano Novo, você quer decorar sua casa de uma forma original: para que não seja como a dos seus vizinhos e, claro, não “como da última vez”. Com a ajuda das guirlandas de LED à venda, você pode criar composições interessantes, mas o preço da edição anula soluções de design ousadas. E as decorações LED chinesas típicas têm a mesma aparência e, via de regra, sem rosto.
A maior dificuldade é acender a árvore de Natal. Na verdade, existem apenas duas opções: enrolar uma guirlanda padrão em espiral ou tentar organizá-la verticalmente, em forma de pirâmide. Escolhemos a segunda opção, principalmente porque as linhas podem ser feitas no tamanho desejado: de acordo com a altura da árvore.
O conceito é o seguinte: os fios são esticados de cima para baixo nos galhos, LEDs dispostos em intervalos iguais, como se estivessem criando camadas.
A luz deve ser dinâmica: será necessário um controlador de controle. Simples LEDs Eles brilham lindamente, mas os holofotes não criam volume. Isso significa que são necessários abajures para cada elemento LED.
O cálculo da guirlanda começa na fonte de alimentação. A opção é puramente individual: usei uma fonte de alimentação desnecessária de um laptop. Quantidade estimada LEDs - não mais que 100 peças, ao usar LEDs padrão de 5 mm, o consumo total de corrente (20 mA * 100) é de 2 A com brilho máximo. Para uma conexão em série de 6 diodos (a queda de tensão em cada um é de cerca de 3 volts), a tensão da fonte de alimentação é de 18 a 20 volts.
Cálculo geral da fonte de alimentação da guirlanda:
Coletamos 5 linhas. Cada "thread" consiste em 18 LEDs 6 peças. por canal (opção RGB). 18*5 = 90 unidades, corrente total 1,8 A. Assim, uma fonte de alimentação para um laptop com os parâmetros: 19 volts, 4 amperes é adequada. Ao mesmo tempo, é fornecida uma reserva de energia dupla.
1. LEDs. Eu pedi em Aliexpress: 3 pacotes de 100 peças elementos LED vermelho, verde e azul do tipo “chapéu de palha”, ângulo de dispersão de 120 graus.
2. Controlador do Aliexpress. Vejamos esse elemento com mais detalhes. Se você não quer perder tempo fazendo seu próprio circuito (há muitas opções, a mais barata delas é o Arduino), você pode levar um controlador pronto para uma faixa RGB. Todos os circuitos funcionam com o mesmo princípio: 3 canais controláveis, a sequência de ativação e o brilho da luz são definidos. Na verdade, três cores são condicionais aqui; você pode conectar 3 canais de LEDs idênticos e aproveitar os efeitos de iluminação.
Para alimentar os canais de 19 volts, escolhi um controlador com tensão universal de 12 a 24 volts.O circuito de controle é alimentado por qualquer tensão nesta faixa, na saída obtemos tensão fonte de alimentação: no meu caso 19 V.
Um pré-requisito (para o meu esquema) é a presença de um modo de controle remoto.
3. Em vez de um chicote elétrico, escolhi Cabo RGB (3 canais + 1 comum).
4. Tubo termorretrátil Cores diferentes.
Para facilitar a instalação, usei conectores do tipo dupon de 4 pinos (passo 2,54 mm). O conjunto correspondente foi adquirido há muito tempo dos mesmos chineses, uma excelente ajuda para diversos artesanatos eletrônicos.
Como planejei esconder os LEDs nos abajures - comprei no Aliexpress embalagem 100 unid. flocos de neve para guirlandas. Diâmetro do furo 5 mm.
Os LEDs, mesmo quando conectados em série (no meu caso, 6 diodos), são conectados através de um resistor extintor de corrente. Parâmetros dos elementos LED na embalagem:
O resistor é calculado usando uma fórmula ou uma calculadora LED. Usei o serviço online: http://cxem.net/calc/ledcalc.php
Diagrama de blocos (junto com o diagrama esquemático) na ilustração:
Comprei um controlador para LEDs RGB com ânodo comum. Ou seja, um sinal negativo é fornecido a cada canal e um sinal positivo é fornecido ao fio comum.
Você pode usar fios trançados, como nas guirlandas de fábrica. Gostei mais do design do trem.
Fazemos uma perna reforçada para cada elemento LED. Para fazer isso, você precisará de palitos de dente e termorretrátil.
Montamos e aquecemos com secador de cabelo.
Isso resulta em um design como este:
Faz sentido preparar e testar imediatamente todos os 90 LEDs.
Em seguida marcamos o cabo, determinando os locais de instalação dos diodos em distâncias iguais. Fiz cortes precisos ao longo do cabo nos fios da cor desejada, cortei e estanho os pontos de montagem.
Após a montagem, cada LED fica assim:
Acabou sendo limpo e confiável.
É conveniente soldar um dispositivo com lupa, chamado de “terceira mão”.
A seguir, conectamos o fio de alimentação (comum “+”) aos canais através de resistores.
Isolamos as peças com termorretrátil.
E conecte-o ao “plus”.
Cobrimos esse circuito com termorretrátil de grande diâmetro.
Montamos conectores na extremidade oposta.
O resultado foram 5 linhas idênticas de três canais com 18 LEDs cada.
Montamos a unidade de conexão: 5 conectores acoplados com um cabo de controle comum.
O resultado é um cabo como este: de um lado há 5 conectores para linhas com LEDs, do outro lado há um conector para conexão ao controlador. Ao prender o nó na árvore, usei uma pinça de aperto.
Conectamos as linhas, verificamos todos os modos do controlador.
Em seguida, colocamos abajures de floco de neve nos LEDs.
A tarefa não é fácil (afinal, são 90 peças!), mas emocionante.
Vamos verificar novamente. O efeito é incrível.
Nota: Os LEDs funcionais não ficam bem nas fotografias, então a imagem é significativamente pior que a original.
Resta montar a guirlanda na árvore de Natal e convidar os filhos a admirar o trabalho do pai.
Resultado:
Os custos financeiros totais da guirlanda não ultrapassam 1.000 rublos. A principal parte consumível é o controlador acabado. A fonte de alimentação é shareware. Diodos e fios custam apenas alguns centavos. Custos adicionais: 300 rublos para abajures de floco de neve. A opção não é obrigatória, mas aumenta significativamente a atratividade da guirlanda.
Não me arrependo do tempo gasto (4 finais de semana completos): foi interessante trabalhar e o resultado valeu a pena.
Uma solução inteligente é criar uma guirlanda com suas próprias mãos
- Em primeiro lugar, será um produto 100% original.
- Em segundo lugar, a configuração da decoração ficará exatamente como você precisa.
- Em terceiro lugar, esta é uma verdadeira poupança de dinheiro.
- E, finalmente, você pode dizer com segurança aos membros da família, especialmente às crianças: “Papai consegue!”
A maior dificuldade é acender a árvore de Natal. Na verdade, existem apenas duas opções: enrolar uma guirlanda padrão em espiral ou tentar organizá-la verticalmente, em forma de pirâmide. Escolhemos a segunda opção, principalmente porque as linhas podem ser feitas no tamanho desejado: de acordo com a altura da árvore.
O conceito é o seguinte: os fios são esticados de cima para baixo nos galhos, LEDs dispostos em intervalos iguais, como se estivessem criando camadas.
A luz deve ser dinâmica: será necessário um controlador de controle. Simples LEDs Eles brilham lindamente, mas os holofotes não criam volume. Isso significa que são necessários abajures para cada elemento LED.
O cálculo da guirlanda começa na fonte de alimentação. A opção é puramente individual: usei uma fonte de alimentação desnecessária de um laptop. Quantidade estimada LEDs - não mais que 100 peças, ao usar LEDs padrão de 5 mm, o consumo total de corrente (20 mA * 100) é de 2 A com brilho máximo. Para uma conexão em série de 6 diodos (a queda de tensão em cada um é de cerca de 3 volts), a tensão da fonte de alimentação é de 18 a 20 volts.
Cálculo geral da fonte de alimentação da guirlanda:
Coletamos 5 linhas. Cada "thread" consiste em 18 LEDs 6 peças. por canal (opção RGB). 18*5 = 90 unidades, corrente total 1,8 A. Assim, uma fonte de alimentação para um laptop com os parâmetros: 19 volts, 4 amperes é adequada. Ao mesmo tempo, é fornecida uma reserva de energia dupla.
Seleção de materiais necessários:
1. LEDs. Eu pedi em Aliexpress: 3 pacotes de 100 peças elementos LED vermelho, verde e azul do tipo “chapéu de palha”, ângulo de dispersão de 120 graus.
2. Controlador do Aliexpress. Vejamos esse elemento com mais detalhes. Se você não quer perder tempo fazendo seu próprio circuito (há muitas opções, a mais barata delas é o Arduino), você pode levar um controlador pronto para uma faixa RGB. Todos os circuitos funcionam com o mesmo princípio: 3 canais controláveis, a sequência de ativação e o brilho da luz são definidos. Na verdade, três cores são condicionais aqui; você pode conectar 3 canais de LEDs idênticos e aproveitar os efeitos de iluminação.
Para alimentar os canais de 19 volts, escolhi um controlador com tensão universal de 12 a 24 volts.O circuito de controle é alimentado por qualquer tensão nesta faixa, na saída obtemos tensão fonte de alimentação: no meu caso 19 V.
Um pré-requisito (para o meu esquema) é a presença de um modo de controle remoto.
3. Em vez de um chicote elétrico, escolhi Cabo RGB (3 canais + 1 comum).
4. Tubo termorretrátil Cores diferentes.
Para facilitar a instalação, usei conectores do tipo dupon de 4 pinos (passo 2,54 mm). O conjunto correspondente foi adquirido há muito tempo dos mesmos chineses, uma excelente ajuda para diversos artesanatos eletrônicos.
Como planejei esconder os LEDs nos abajures - comprei no Aliexpress embalagem 100 unid. flocos de neve para guirlandas. Diâmetro do furo 5 mm.
Cálculo do diagrama de conexão
Os LEDs, mesmo quando conectados em série (no meu caso, 6 diodos), são conectados através de um resistor extintor de corrente. Parâmetros dos elementos LED na embalagem:
O resistor é calculado usando uma fórmula ou uma calculadora LED. Usei o serviço online: http://cxem.net/calc/ledcalc.php
- Para o canal VERMELHO (queda de tensão 1,8-2,0 V) a resistência é de 420 Ohms.
- Para canais VERDE e AZUL (queda de tensão 3,0-3,2 V) a resistência é de 82 Ohms (verde) e 75 Ohms (azul). O elemento LED verde brilha mais forte, então o resistor tem um valor mais alto para equalizar a imagem geral.
Diagrama de blocos (junto com o diagrama esquemático) na ilustração:
Comprei um controlador para LEDs RGB com ânodo comum. Ou seja, um sinal negativo é fornecido a cada canal e um sinal positivo é fornecido ao fio comum.
Montando a guirlanda
Você pode usar fios trançados, como nas guirlandas de fábrica. Gostei mais do design do trem.
Fazemos uma perna reforçada para cada elemento LED. Para fazer isso, você precisará de palitos de dente e termorretrátil.
Montamos e aquecemos com secador de cabelo.
Isso resulta em um design como este:
Faz sentido preparar e testar imediatamente todos os 90 LEDs.
Em seguida marcamos o cabo, determinando os locais de instalação dos diodos em distâncias iguais. Fiz cortes precisos ao longo do cabo nos fios da cor desejada, cortei e estanho os pontos de montagem.
Após a montagem, cada LED fica assim:
Acabou sendo limpo e confiável.
É conveniente soldar um dispositivo com lupa, chamado de “terceira mão”.
A seguir, conectamos o fio de alimentação (comum “+”) aos canais através de resistores.
Isolamos as peças com termorretrátil.
E conecte-o ao “plus”.
Cobrimos esse circuito com termorretrátil de grande diâmetro.
Montamos conectores na extremidade oposta.
O resultado foram 5 linhas idênticas de três canais com 18 LEDs cada.
Montamos a unidade de conexão: 5 conectores acoplados com um cabo de controle comum.
O resultado é um cabo como este: de um lado há 5 conectores para linhas com LEDs, do outro lado há um conector para conexão ao controlador. Ao prender o nó na árvore, usei uma pinça de aperto.
Conectamos as linhas, verificamos todos os modos do controlador.
Em seguida, colocamos abajures de floco de neve nos LEDs.
A tarefa não é fácil (afinal, são 90 peças!), mas emocionante.
Vamos verificar novamente. O efeito é incrível.
Nota: Os LEDs funcionais não ficam bem nas fotografias, então a imagem é significativamente pior que a original.
Resta montar a guirlanda na árvore de Natal e convidar os filhos a admirar o trabalho do pai.
Resultado:
Os custos financeiros totais da guirlanda não ultrapassam 1.000 rublos. A principal parte consumível é o controlador acabado. A fonte de alimentação é shareware. Diodos e fios custam apenas alguns centavos. Custos adicionais: 300 rublos para abajures de floco de neve. A opção não é obrigatória, mas aumenta significativamente a atratividade da guirlanda.
Não me arrependo do tempo gasto (4 finais de semana completos): foi interessante trabalhar e o resultado valeu a pena.
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